CH366901A

CH366901A - Relais magnétostatique

Info

Publication number: CH366901A
Application number: CH6852859A
Authority: CH
Inventors: Burstow Pierre
Original assignee: Cie Ind Telephones
Priority date: 1957-12-21
Filing date: 1959-01-20
Publication date: 1963-01-31
Also published as: GB901227A; FR1160506A; CH362747A; US3012152A; NL112575C; US3085234A; US2999946A; FR1198847A; CH363093A; DE1074086B; DE1086751B; CH351339A; GB871623A; DE1077712B; DE1087172B; US2946896A; NL112674C; GB878061A

Description

Relais magnétostatique Le brevet principal se rapporte à un relais magné tostatique comprenant un amplificateur magnétique, comportant au moins un enroulement porté par un noyau magnétique saturable et un redresseur monté en série avec l'enroulement, caractérisé par le fait que, en parallèle sur les bornes de sortie de l'ampli ficateur magnétique, sont montées deux branches de circuits, l'une comprenant un dispositif écréteur fai sant varier la différence de potentiel entre lesdites bornes de sortie et pouvant inverser cette différence de potentiel, l'autre branche comprenant un transistor connecté entre émetteur et base, et l'impédance de charge du circuit d'utilisation du relais étant con nectée dans le circuit du collecteur du transistor.

Dans ce relais le courant de sortie est nul (relais au repos) lorsque les ampères-tours de commande sont en dessous. d'une certaine valeur et prend une ' valeur non nulle (relais au travail) lorsque les ampères-tours de commande sont au-dessus de ladite valeur, le passage de la valeur nulle à la valeur cons tante se faisant sans passer par des valeurs intermé diaires.

Cette valeur d'ampères-tours pour laquelle le courant de sortie passe de la valeur zéro à une valeur finie est celle qui correspond à la mise au travail du relais : s'il s'agit d'un relais sans mémoire, le courant de sortie redevient nul quand les ampères- tours, en décroissant, repassent par la valeur qui avait provoqué la mise au travail ; s'il s'agit de relais à mémoire, le courant de sortie redevient nul pour une valeur des ampères-tours de commande plus petite que celle ayant provoqué la mise au travail, ce retour au repos s'accomplissant sans passer par des valeurs intermédiaires. De tels types de relais sont dits bistables .

Il est également connu dans la technique des relais électromagnétiques que certains relais, dits relais polarisés, aient une position de repos et deux positions de travail ; la position de repos médiane correspond, par exemple, à aucun contact établi, l'une des positions de travail correspond au contact gauche établi et l'autre position de travail correspond au contact droit établi. Ceci permet l'aiguillage d'un point milieu, soit sur le contact droit, soit sur le contact gauche, chacun représentant par exemple une source de courant de nature différente, au repos le relais ayant une polarisation d'équilibre et étant susceptible de basculer soit à gauche, soit à droite, suivant le sens du courant de commande.

Un relais magnétostatique à trois positions don nant des possibilités analogues au relais électroma gnétique polarisé ne peut se concevoir avec la courbe de courant connue ; il est nécessaire que la courbe d'établissement du courant de sortie d'un tel relais en fonction des ampères-tours de commande ne passe pas, comme dans le relais bistable, de la valeur nulle à la valeur finie sans prendre des valeurs intermédiai res ;

autrement dit, la courbe d'établissement du cou rant en fonction des ampères-tours de commande doit présenter une certaine pente dont les deux valeurs extrêmes correspondent aux deux positions de tra vail et dont la valeur médiane situe la position de repos, celle-ci se définissant par des ampères-tours de commande nuls.

La présente invention a pour but la réalisation d'un relais magnétostatique polarisé à trois positions, une position de repos et deux positions de travail, qui sont définies de la façon précédente.

Le relais qui fait l'objet de l'invention est carac térisé par le fait qu'un enroulement de réaction étant inséré dans le circuit du collecteur du transistor de façon à produire des ampères-tours de réaction néga tifs, ledit collecteur est relié, par deux branches, à travers des redresseurs de sens opposés et des sour ces de courants alternatifs, à des potentiels continus, de façon à rendre, suivant le potentiel du collecteur, l'une des branches ou les deux branches non pas santes auxdits courants alternatifs, le potentiel du collecteur ne prenant que la valeur nulle et deux valeurs d'une même polarité.

Les figures du dessin annexé donnent, à titre d'exemple, une forme d'exécution du relais suivant l'invention La fig. 1 montre la courbe de sortie d'un relais magnétostatique de type connu sans réaction.

La fig. 2 montre la courbe de sortie d'un relais avec réaction négative.

La fig. 3 représente le schéma d'un relais magné- tostatique avec réaction négative.

La fig. 4 représente la courbe V,, en fonction de I, pour différentes valeurs de I, La fig. 5 indique le schéma d'un relais avec point commun et les deux branches à certains potentiels. La fig. 6 indique le schéma de ladite forme d'exécution.

La fig. 1 représente la courbe du courant de sor tie dans un relais magnétostatique de type connu sans réaction. On voit que pour une certaine valeur des ampères-tours de commande (N,.I,)T le courant de sortie passe d'une valeur nulle à une valeur cons tante I. Un tel type de relais ne peut donc se trouver qu'en deux états différents : un état de repos avec un courant de sortie nul, le nombre d'ampères-tours de commande étant plus petit que (N@I,)T, et un état de travail avec un courant de sortie constant, le nombre d'ampères-tours de commande étant plus grand que (N,I,)T .

La fig. 2 représente la courbe de courant de sor tie d'un relais magnétostatique où le courant de sortie cesse d'être nul pour un certain nombre d'am pères-tours de commande (N,',)Tl mais ne prend sa valeur I constante que pour une autre valeur des ampères-tours de commande (N@I,.)T,2, la différence entre ces deux valeurs pouvant être plus ou moins importante.

Pour une certaine plage de valeurs des ampères-tours de commande, la courbe du courant offre donc une partie en pente dont l'inclinaison dépend de l'influence de l'enroulement négatif de réaction sur les enroulements de commande. Le taux de réaction étant défini par:
EMI0002.0033
N' étant le nombre des spires de l'enroulement de réaction et N étant le nombre des spires des enroulements de commande.

Il est évident que suivant le rapport
EMI0002.0034
est plus petit, égal ou supérieur à 1, l'angle a est plus petit, égal ou supérieur à 450.

La fig. 3 représente le schéma de montage d'un tel relais qui ne diffère du relais magnétostatique normal qu'en ce que l'enroulement III de réaction donne des ampères-tours négatifs.

Le relais ainsi représenté à la fig. 3 comporte un tore magnétique saturable sur lequel sont bobinés des enroulements de commande 1, de travail II, de réaction III et de polarisation IV. Un redresseur Rd est connecté en série avec l'enroulement de travail II et un transistor T,, est connecté à la sortie du redres seur Rd .

Une résistance r est connectée d'une part à l'émetteur e du transistor T,. et d'autre part à une source de courant continu de tension -U" ; le collec teur C du transistor T,. est connecté à une extrémité F d'une résistance de charge R,, à travers l'enroule ment de réaction III, la base b du transistor T,. est connectée à une source de courant continu de ten sion -UR et un condensateur C" est connecté entre le collecteur C et la base b du transistor Tr .

L'im pédance de charge R,, est connectée d'autre part à une source de courant continu de tension -U.#l. Si, dans ce relais, on considère le point F dont le poten tiel est très sensiblement le même que celui du point D du collecteur (la résistance de l'enroulement III étant faible vis-à-vis de la résistance de charge R,), le potentiel du point F varie suivant le débit du relais. Le potentiel du point F est évidemment égal à -Url si le courant de sortie du relais est nul ; il est sensi blement nul si le courant de sortie du relais est égal à I.

D'ailleurs la fig. 4 permet d'étendre ces résultats ; elle donne le courant I,. dans le collecteur du trans istor T,. en fonction du potentiel V,. du collecteur. Si l'on suppose, par exemple, qu'au repos, le collecteur est au potentiel -40 volts, on trace la droite de charge CH, le collecteur débitant un courant I pour V, = 0. Cette droite coupe la courbe du courant 2 en un point T qui correspond à un potentiel collec teur de -20 volts.

On peut donc écrire les résultats suivants
EMI0002.0054

pour <SEP> I, <SEP> = <SEP> 0 <SEP> V,. <SEP> = <SEP> -40
<tb> pour <SEP> I, <SEP> = <SEP> 2 <SEP> V,. <SEP> = <SEP> -20
<tb> pour <SEP> I,. <SEP> = <SEP> I <SEP> VC <SEP> = <SEP> 0 On voit que le potentiel du point F, qui est à peu de chose près le potentiel V,. du collecteur, varie sui vant le débit du relais.

La fig. 5 représente un dispositif de blocage et de déblocage suivant le potentiel du point F. Le point F est en effet relié par deux branches à deux points G et H, la liaison FG étant faite à travers un redresseur Rdl orienté dans le sens passant de G vers F et la liaison FH à travers un redresseur Re , orienté en sens opposé.

Le point G est relié à un potentiel -U1 plus petit que celui
EMI0002.0070
du point F pour le courant de repos et le point H est relié à un poten tiel -U., plus grand
EMI0002.0072
que celui du point F pour le courant de repos
EMI0002.0073
D'autre part -Url doit être plus petit que -U1.

On a donc
EMI0002.0078
Dans ces conditions, si l'on prend par exemple UI = 30 et U, = 10, à l'état de repos le point F étant au potentiel -20, le redresseur Rd, ne sera pas pas sant, pas plus que le redresseur Rd2 qui est en sens opposé. Mais si le point F prend le potentiel 0 (relais débitant le courant I), le redresseur Rd2 sera passant dans le sens f2 (le potentiel de F étant plus grand que celui de H) et le redresseur Rd, est non passant.

Si le point F prend le potentiel -40 le redresseur Rd, devient passant dans le sens f 1 et le redresseur R,,_> est non passant.

On voit donc que suivant le potentiel du point F, les deux branches FG et FH peuvent être simultané ment non passantes, que la seule branche FG peut être non passante ou que la seule branche FH peut être non passante. Un enroulement situé en série avec Rd, ou Rd2 serait donc susceptible d'être ou non parcouru par un courant.

Le schéma de la fig. 6 est dérivé de celui de la fig. 5 ; entre le point F du collecteur et le point L commun aux deux branches LAI et LB, est reliée une inductance de filtrage La ; une extrémité de l'inductance L,, est également reliée à un conden sateur C," l'autre armature du condensateur étant reliée à un enroulement d'un transformateur T" dont l'autre extrémité est à une certaine polarité. Entre les bornes du secondaire est monté un cir cuit d'utilisation U,.

Le point AI est relié à l'un des pôles d'une source de courant alternatif OC, par exemple à la source de courant alternatif d'occupation, l'autre pôle de ladite source étant relié au point A2, ce dernier étant lui-même connecté à la borne négative -U1 d'une source de courant continu.

Le point BI est relié à l'un des pôles d'une autre source de courant alternatif AP, par exemple à la source de courant alternatif d'appel, l'autre pôle de ladite source étant relié au point B,, ce dernier étant lui-même connecté à la borne négative -U. d'une source de courant continu.

Le point AI est relié au point L à travers le redresseur Rd, orienté dans le sens passant suivant la flèche f 1 et le point BI est relié au point L à tra vers le redresseur Rd2, orienté dans le sens passant suivant la flèche f2 en sens opposé de Rd1.

La résistance de charge R, est reliée à un poten tiel Si l'on appelle le potentiel du point
EMI0003.0030
lorsque le collecteur du transistor T,. débite un cou rant c'est-à-dire en position de repos du relais. Les valeurs
EMI0003.0032
des différents potentiels doivent satisfaire à la relation
EMI0003.0033
Ces conditions sont respectées, le fonctionnement du dispositif est celui-ci, en supposant qu'il s'agisse d'envoyer le courant d'appel ou le courant d'occu pation à un abonné et que les valeurs numériques soient les suivantes
EMI0003.0034
Quand le relais débite un courant nul, le poten tiel du point F est évidemment égal à -UNI c'est- à-dire à -40 ;

dans ce cas le redresseur Rd, est pas sant suivant la flèche f l, puisque le potentiel de Al (-30) est plus grand que le potentiel de F (-40) ; le courant d'occupation empruntera donc la branche AIRdIL et ira au primaire du transformateur Td à travers le condensateur Cv, l'inductance La lui fai sant obstacle alors que le condensateur CL n'offre pour lui qu'une faible impédance. Le secondaire dis pose donc du courant d'occupation dans son circuit d'utilisation U,.

Quand le relais débite son courant normal I, le potentiel du point F devient égal à 0 ; dans ce cas, le redresseur Rd2 est passant suivant la flèche f2 puisque le potentiel de F (zéro) est plus grand que le potentiel de BI (-10) ; le courant d'appel empruntera donc la branche BIRd2L et ira au primaire du trans formateur Ta de façon analogue au courant d'occu pation.

Ces deux états du relais correspondent à ses deux positions de travail, sa position de repos étant défi nie pour un courant de sortie égal à les ampères- tours de commande étant nuls. En position
EMI0003.0049
de repos, le potentiel du point F est égal à -20 pour lequel aucun des redresseurs Rdl et Rd2 n'est passant. Il y a donc envoi du courant d'appel quand le courant de sortie du relais est égal à I et arrêt de l'envoi de ce courant quand le courant de sortie du relais est égal à 2.

Il y a envoi du courant d'occupation quand le courant de sortie du relais est égal à zéro et arrêt de l'envoi de ce courant quand le courant de sortie du relais est égal à
EMI0003.0053
Un tel relais joue donc le rôle d'un inverseur à trois positions : dans sa position de repos, où les deux branches sont bloquées, il existe un courant de polarisation sur le collecteur qui maintient le poten tiel du collecteur
EMI0003.0055
à la valeur moitié de la tension maximum -U.), de polarisation du collecteur. C'est dans ce sens qu'il peut être appelé relais polarisé.

Dans une des deux positions de basculement, l'une des branches est bloquée, l'autre branche est passante et cet état se produit par exemple pour un courant au collecteur nul, c'est-à-dire pour une ten sion au collecteur V,. = UAI. Dans l'autre position de basculement, avec le courant constant I au collecteur, il y a inversion: la branche qui était bloquée devient passante et celle qui était passante se bloque ; dans ce cas on a une tension au collecteur V, = 0. Ce relais a été décrit en supposant un transistor du type pnp, il est bien évident qu'un transistor du type npn pourrait être utilisé en adaptant convena blement les polarités.

Dans l'exemple décrit, le relais est utilisé pour l'envoi du courant d'appel ou du courant d'occupation à un abonné ; il est bien évident qu'il peut être utilisé pour l'application alternée de deux courants alterna tifs de sources différentes.

Claims

REVENDICATION Relais magnétostatique selon la revendication du brevet principal, caractérisé par le fait qu'un enrou lement de réaction étant inséré dans le circuit du collecteur du transistor de façon à produire des am pères-tours de réaction négatifs, ledit collecteur est relié, par deux branches, à travers des redresseurs de sens opposés et des sources de courants alternatifs, à des potentiels continus, de façon à rendre, suivant le potentiel du collecteur, l'une des branches ou les deux branches non passantes auxdits courants alter natifs, le potentiel du collecteur ne prenant que la valeur nulle et deux valeurs d'une même polarité. SOUS-REVENDICATIONS 1.

Relais suivant la revendication, caractérisé en ce qu'une inductance est insérée entre le collecteur du transistor et le point commun aux deux branches susdites, ce point commun étant également relié à travers un condensateur à un enroulement inductif pour la transmission du courant alternatif de l'une des deux sources. 2.

Relais suivant la revendication, caractérisé en ce que le nombre de spires de l'enroulement de réac tion est choisi de façon à déterminer deux valeurs d'ampères-tours de commande entre lesquelles le cou rant dans la charge du relais croit d'une valeur mini mum constante à une valeur maximum constante et en dehors desquelles le courant dans la charge du relais prend la valeur minimum constante ou la valeur maxi mum constante, le point milieu de la portiondé la courbe où le courant d'utilisation est proportionnel aux ampères-tours correspondant à des ampères- tours de commande nuls et à un courant d'utilisation égal à la moitié du courant maximum,

les valeurs ainsi définies correspondant à trois états stables de fonctionnement du relais, un état de repos corres pondant à une valeur d'ampères-tours de commande nulle et à un courant d'utilisation égal à la moitié du courant de sortie maximum de l'un des états de travail, un premier état de travail correspondant au courant de sortie minimum et un deuxième état de travail correspondant au courant de sortie maximum. 3.

Relais suivant la revendication, caractérisé en ce que les deux branches connectées au collecteur du transistor sont simultanément bloquées quand le courant d'utilisation est égal à la moitié du courant constant maximum, l'une des branches étant passante au courant continu donné par la polarité de cette branche et l'autre bloquée quand le courant d'utilisa tion est nul, et à l'inverse, la branche passante se blo quant tandis que l'autre qui était bloquée devient pas sante au courant continu donné par la polarité de la deuxième branche quand le courant d'utilisation est égal au courant constant maximum. 4.

Relais suivant la revendication, caractérisé en ce que le redresseur de la première branche est orienté dans le sens passant vers le circuit de dé charge, et le redresseur de l'autre branche orienté dans le sens passant opposé, les deux branches ne laissant passer aucun courant alternatif quand le cou rant d'utilisation est égal à la moitié du courant maximum, l'une des branches laissant passer le cou rant alternatif de la première source de courant alter natif et le courant continu superposé de la première source de courant continu quand le courant d'utilisa tion est nul, l'autre branche laissant passer le cou rant alternatif de la seconde source de courant alter natif et le courant continu superposé de la deuxième source de courant continu quand le courant d'utilisa tion est égal au courant constant maximum.